本發(fā)明涉及基因工程，尤其涉及一種山桐子育性基因ipcytc及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、山桐子是我國目前正在大面積推廣的木本油料樹種，屬于雌雄異株樹種，在花發(fā)育早期具有典型原始兩性花特征。隨著花芽發(fā)育，某一種性別的原基在特定階段發(fā)生敗育，從而形成單性花，在這一類單性花中能夠觀察到相反性別花器官的殘留。而在實際生產(chǎn)中，相反性別的花原基并未退化，形成兩性花，造成營養(yǎng)分散，最終果實產(chǎn)量下降。

2、在主糧作物中，已有大量關(guān)于育性的研究，尤其雄性不育基因已發(fā)現(xiàn)幾十個，主要是該基因的突變或缺失造成雄性不育，包括轉(zhuǎn)錄調(diào)控、rna代謝、氨基酸代謝、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和花粉壁合成等方面。雄性不育(male?sterility,ms)，是指在植物生長過程中，植物營養(yǎng)和生殖階段正常發(fā)育，僅在有性生殖發(fā)育階段中雄性生殖器官發(fā)育異常，因無法產(chǎn)生具有正常功能的花粉而導(dǎo)致無法授粉結(jié)實。具有雄性不育表型的植株由于自身無法產(chǎn)生具有正常功能的花粉，因此，在雜交制種中可作為母本，從而降低了人工去雄的成本，同時有效地保證了雜交種子的純度，此項技術(shù)對環(huán)境和植物都無明顯副作用。目前，利用雄性不育技術(shù)進(jìn)行作物雜交育種和制種，是提高雜種優(yōu)勢利用率和產(chǎn)量的重要途徑。

3、目前關(guān)于雄性不育的基因研究也主要集中于以上幾個方面。關(guān)于細(xì)胞色素c(cytochrome?c，cytc)蛋白的研究主要集中在動物中，在植物中還較少。cytc主要位于線粒體復(fù)合體ⅲ和ⅳ之間，負(fù)責(zé)電子鏈的傳遞，當(dāng)細(xì)胞受到刺激時，大量的cytc會從線粒體轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)中，引起細(xì)胞內(nèi)鈣離子平衡的紊亂，導(dǎo)致線粒體膜電位的喪失，加劇細(xì)胞凋亡的過程，從而造成組織器官程序性死亡。在植物中，關(guān)于cytc基因表達(dá)變化后在植物育性方面的直接研究還未見報道。在向日葵中，pet1-cms雄性不育是通過絨氈層細(xì)胞過早發(fā)生程序性死亡，然后造成cytc從線粒體中釋放到細(xì)胞質(zhì)中，線粒體外膜破損和呼吸下降(jannekebalk,christopher?j.leaver.the?pet1-cms?mitochondrial?mutation?in?sunflower?isassociated?with?premature?programmed?cell?death?and?cytochrome?crelease.2001.plant?cell.13(8):1803-1818)。關(guān)于cytc基因的表達(dá)直接影響育性的研究未見報道。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種山桐子育性基因ipcytc及其應(yīng)用。

2、為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明提供了一種山桐子育性基因ipcytc，其核苷酸序列如seq?id?no.1所示。

4、本發(fā)明還提供了所述山桐子育性基因ipcytc編碼的蛋白質(zhì)，所述蛋白質(zhì)為如下任一種：

5、(a1)氨基酸序列是seq?id?no.2所示的蛋白質(zhì)；

6、(a2)在(a1)所限定的蛋白質(zhì)的n端和/或c端連接蛋白標(biāo)簽后得到的融合蛋白。

7、本發(fā)明還提供了一種生物材料，所述生物材料為包含山桐子育性基因ipcytc的表達(dá)盒、重組載體、重組微生物或轉(zhuǎn)基因細(xì)胞系。

8、本發(fā)明還提供了所述山桐子育性基因ipcytc或所述山桐子育性基因ipcytc編碼的蛋白質(zhì)或所述的生物材料在調(diào)控植物育性中的應(yīng)用。

9、優(yōu)選的，所述調(diào)控植物育性是通過促進(jìn)或提高所述山桐子育性基因ipcytc的表達(dá)以降低植物的育性，或為抑制或降低所述山桐子育性基因ipcytc的表達(dá)以提高植物的育性。

10、優(yōu)選的，所述植物為山桐子或水稻。

11、本發(fā)明還提供了一種調(diào)控植物育性的方法，包括以下步驟：

12、(1)利用水稻花藥特異性啟動子超表達(dá)所述的山桐子育性基因ipcytc，構(gòu)建含有山桐子育性基因ipcytc的質(zhì)粒；

13、(2)將步驟(1)所得質(zhì)粒轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)化至植物中，獲得轉(zhuǎn)基因植物不育系；

14、所述植物為山桐子或水稻。

15、優(yōu)選的，所述水稻花藥特異性啟動子的核苷酸序列為seq?id?no.3所示。

16、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：

17、ipcytc及其編碼蛋白在育性控制中的應(yīng)用是之前沒有報道過的。本發(fā)明采用gwas分析的方法，首先從山桐子性別強(qiáng)關(guān)聯(lián)位點上篩選到ipcytc具有潛在的性別調(diào)控機(jī)制，ipcytc的表達(dá)強(qiáng)弱決定了性別走向。因此，本發(fā)明采用特異性啟動子的方式進(jìn)行超表達(dá)驗證，即利用水稻花藥特異性啟動子超表達(dá)ipcytc，并將其遺傳轉(zhuǎn)化到水稻中，可檢測到水稻花藥育性下降，為水稻和山桐子的雄性不育系在雜交制種中的應(yīng)用提供新材料。一般的報道是基因的表達(dá)與否，決定了育性；而ipcytc的調(diào)控育性，不同于一般基因功能，它則是表達(dá)的強(qiáng)弱決定了育性。

技術(shù)特征：

1.一種山桐子育性基因ipcytc，其特征在于，其核苷酸序列如seq?id?no.1所示。

2.一種權(quán)利要求1所述山桐子育性基因ipcytc編碼的蛋白質(zhì)，其特征在于，所述蛋白質(zhì)為如下任一種：

3.一種生物材料，其特征在于，所述生物材料為包含權(quán)利要求1所述山桐子育性基因ipcytc的表達(dá)盒、重組載體、重組微生物或轉(zhuǎn)基因細(xì)胞系。

4.一種權(quán)利要求1所述山桐子育性基因ipcytc或權(quán)利要求2所述山桐子育性基因ipcytc編碼的蛋白質(zhì)或權(quán)利要求3所述的生物材料在調(diào)控植物育性中的應(yīng)用。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的應(yīng)用，其特征在于，所述調(diào)控植物育性是通過促進(jìn)或提高所述山桐子育性基因ipcytc的表達(dá)以降低植物的育性，或為抑制或降低所述山桐子育性基因ipcytc的表達(dá)以提高植物的育性。

6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述應(yīng)用，其特征在于，所述植物為山桐子或水稻。

7.一種調(diào)控植物育性的方法，其特征在于，包括以下步驟：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述水稻花藥特異性啟動子的核苷酸序列為seq?id?no.3所示。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及基因工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種山桐子育性基因IpCYTc及其應(yīng)用，所述山桐子育性基因IpCYTc，其核苷酸序列如SEQ?ID?NO.1所示，本發(fā)明利用水稻花藥特異性啟動子超表達(dá)IpCYTc，并將其遺傳轉(zhuǎn)化到水稻中，可檢測到水稻花藥育性下降，為水稻和山桐子的雄性不育系在雜交制種中的應(yīng)用提供新材料。

技術(shù)研發(fā)人員：王雷,左毅,陳家廷,徐航,王宇,李彬,張冬冬
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國科學(xué)院植物研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8